KR101298589B1 - 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법 - Google Patents

동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법 Download PDF

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KR101298589B1
KR101298589B1 KR1020090128534A KR20090128534A KR101298589B1 KR 101298589 B1 KR101298589 B1 KR 101298589B1 KR 1020090128534 A KR1020090128534 A KR 1020090128534A KR 20090128534 A KR20090128534 A KR 20090128534A KR 101298589 B1 KR101298589 B1 KR 101298589B1
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Abstract

본 발명은 동일채널을 사용하는 중계기에서 궤환신호 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 DC 파일럿 신호로 인한 스펙트럼 왜곡을 최소화하는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
이를 위하여, 본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치에 있어서, 수신된 RF 신호를 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제1 RF 수신부와, 상기 하향 변환된 신호로부터 궤환신호의 레플리카를 감산하는 감산부와, 상기 감산부의 출력신호를 이용하여 전송신호를 생성하는 전송신호 생성부와, 상기 전송신호 생성부에서 생성된 전송신호를 전송하는 RF 전송부와, 상기 RF 전송부에서 출력된 전송신호를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제2 RF 수신부와, 상기 전송신호 생성부의 출력신호를 입력받아 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 상기 감산부의 출력신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하고, 상기 생성된 필터계수와 상기 제2 RF 수신부에서 하향 변환된 신호를 이용하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부를 포함한다.
동일채널 중계기, 궤환신호 제거, DC 파일럿, 레플리카 산출, 레플리카 감산

Description

동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD OF FEEDBACK CANCELLATION FOR RADIO SIGNAL}
본 발명은 무선전송 신호의 궤환신호 제거 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 동일채널을 사용하는 중계기에서 궤환신호 제거 장치 및 방법에 관한 것이다.
"본 발명은 지식경제부의 개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제고유번호: 2009-S-015-01, 과제명: 지상파 DTV 전송효율 고도화 기술개발]."
일반적으로, 중계기는 주 송신기의 신호가 약하게 수신되는 지역에 설치되어 난시청 지역을 해소하고 주 송신기 신호의 전송 영역을 넓히는 역할을 한다.
이동통신 분야에서 중계기는 기지국과 단말기간 미약한 전파를 증폭해 사용자에게 양질의 통화제공이 가능토록 하는 무선설비 보조시설이다. 기지국의 대체품으로 개발된 중계기는 기지국 신호가 미치지 못하는 음영지역의 통화품질을 높여준다. 특히, 설치 및 유지보수 비용이 저렴하고 부지확보가 용이하기 때문에 이동통신 사업자의 투자비용을 최소화시킬 수 있다.
중계기는 이동통신 시스템에서 음영지역 해소를 위해 도입된 기술로서 현재 널리 사용되고 있다. 과거의 방식이 단순히 신호를 증폭해서 보내는 리피터(Repeater)의 기능에 국한된 것에 비해 최근에는 보다 지능화된 형태로 발전하고 있다. 더 나아가 중계기 기술은 차세대 이동통신 시스템에서 기지국 증설 비용과 백홀 통신망의 유지비용을 줄이는 동시에, 서비스 커버리지 확대와 데이터 처리율 향상을 위해 반드시 필요한 기술에 해당한다. 중계기 기술이 발전함에 따라 종래의 무선통신 시스템에서 이용하는 중계기를 새로운 무선통신 시스템에서 지원할 필요가 있다.
도 1은 종래의 중계시스템의 일 실시 예 구성도로서, 중계기가 서로 다른 주파수를 사용하여 중계하는 방식을 나타내고 있다.
삭제
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 중계시스템은, 주 송신기(101)에서 주파수 A의 신호를 송출하고, 각 중계기(102, 103, 104, 105)에서는 송신주파수 A와 다른 주파수(B, C, D, E)로 신호를 중계한다. 그러나 종래의 중계 방식은 각 중계기(102, 103, 104, 105)마다 다른 주파수(B, C, D, E)를 사용하여 신호를 중계함에 따라, 복수의 주파수 대역 할당이 필요하게 되므로, 주파수 이용 관점에서 상당히 비효율적인 중계 방식이다.
도 2는 종래의 중계시스템의 다른 실시 예 구성도로서, 중계기가 같은 주파수를 사용하여 중계하는 방식을 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 주 송신기(201)는 주파수 A를 통해 신호를 송출하고, 각 중계기(202, 203, 204, 205)는 송신주파수 A와 같은 주파수로 신호를 중계한다. 이러한 동일채널 중계기(202, 203, 204, 205)는 일반적으로 주 송신기(201)로부터 송신되어 입력된 RF(Radio Frequency) 신호를 기저대역 신호로 변환하여 잡음을 제거하고, 잡음이 제거된 기저대역 신호를 다시 RF 신호로 변조하여, 상기 입력된 RF 신호와 동일한 신호로 동일채널을 통해 중계한다.
이러한 서비스가 가능하기 위해서는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치가 중계기의 송수신 안테나 사이에 형성되는 궤환채널로 인해 발생하는 궤환신호를 수신기에서 안정적인 수신 성능이 보장되는 수준 이하로 억압할 수 있어야 한다. 또한, 동일채널 중계기 및 종단 수신기의 안정적 동작을 위해 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 스펙트럼 왜곡을 최소화하여야 한다.
한편, 종래의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 문제점에 대하여 도 3을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
도 3은 종래의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 일 실시 예 구성도이다.
도 3을 참조하여 종래의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성 및 동작에 대하여 살펴보면, 수신 안테나(301)는 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신한다. 제1 RF 수신부(302)는 상기 수신된 RF 신호를 소정 대역의 신호로 하향 변환한다. 감산부(303)는 제1 RF 수신부(302)에 의해 소정 대역의 신호로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다.
RF 전송부(306)는 상기 감산부(303)의 출력신호를 RF 신호로 변환하여 송신 안테나(307)를 통해 무선 전송한다.
제2 RF 변환부(305)는 RF 전송부(306)에 의해 변환된 RF 신호를 소정 대역으로 하향 변환한다. 즉, 제1 RF 수신부(302)에서 하향 변환된 신호와 동일한 대역의 신호로 하향 변환하여 레플리카 생성부(304)로 전달한다. 레플리카 생성부(304)는 감산부(303)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호와 제2 RF 수신부(305)로부터 수신된 중계기 출력신호에 기초하여 궤환신호의 레플리카를 생성하여 상기 감산부(303)로 피드백시켜 궤환신호가 제거되도록 한다.
도 4는 도 3의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 상세 구성도이다.
도 4에 도시된 수신 안테나(401), 제1 RF 수신부(402), 감산부(403), 제2 RF 수신부(407), RF 전송부(408), 및 송신 안테나(409)는, 도 3에서 설명한 수신 안테나(301), 제1 RF 수신부(302), 감산부(303), 제2 RF 수신부(305), RF 전송부(306), 및 송신 안테나(307)에 대응되므로, 이에 대해서는 설명을 생략하기로 한다.
도 4에서 레플리카 생성부(406)는 적응 필터링부(404)와 필터계수 생성부(405)를 포함한다.
필터계수 생성부(405)는 상기 감산부(403)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호와 제2 RF 수신부(407)로부터 수신된 중계기 출력신호에 기초하여 필터계수를 생성한다.
적응 필터링부(404)는 필터계수 생성부(405)로부터 전달받은 필터계수와 제 2 RF 수신부(407)로부터 수신된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성하여 상기 감산부(403)로 피드백시킨다.
이때, 상기 필터계수 생성부(405)는 LMS(Least Mean Square) 적응 알고리즘 을 바탕으로 하기의 <수학식 1>에 따라 필터계수(
Figure 112009079130047-pat00001
)를 산출한다.
Figure 112013032933312-pat00002
여기서,
Figure 112013032933312-pat00003
은 상기 감산부(403)의 궤환신호가 제거된 출력신호,
Figure 112013032933312-pat00004
은 이전 필터계수,
Figure 112013032933312-pat00005
은 상기 제 2 RF 수신부(407)로부터 수신된 출력신호벡터,
Figure 112013032933312-pat00006
는 수렴속도를 결정하는 상수이며,
Figure 112013032933312-pat00007
은 필터의 길이,
Figure 112013032933312-pat00008
는 켤레 복소수(complex conjugate),
Figure 112013032933312-pat00009
는 전치(transpose)를 나타낸다.
그리고 적응 필터링부(404)는 필터계수 생성부(405)에서 생성된 필터계수(
Figure 112013032933312-pat00010
)에 기초하여, 제2 RF 수신부(407)로부터 수신된 중계기 출력신호벡터(
Figure 112013032933312-pat00011
)를 필터링하여 하기의 <수학식 2>에 따라 궤환신호의 레플리카(
Figure 112013032933312-pat00012
)를 산출한다.
Figure 112009079130047-pat00013
감산부(403)에서는 하기의 <수학식 3>에 따라, 제1 RF 수신부(402)의 출력신호(
Figure 112013032933312-pat00014
)에서 적응 필터링부(404)에서 산출된 궤환신호의 레플리카(
Figure 112013032933312-pat00015
)를 감산함으로써 궤환신호를 제거한다.
Figure 112009079130047-pat00016
그런데, 상기 도 3에서 설명한 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치는 궤환신호를 내부 등화기의 안정적인 성능이 보장되는 수준 이하로 억압하지만, VSB(Vestigial Side Band) 신호의 DC 파일럿의 영향으로 복원된 신호의 스펙트럼 왜곡을 초래한다.
이러한 종래 기술에서 존재하는 상기 동일채널 중계기 출력신호의 스펙트럼 왜곡으로 인해 종래의 동일채널 중계기 및 종단 수신기의 성능 열화가 발생할 가능성이 존재한다.
따라서 종래 기술의 한계를 극복하고 안정적인 동일채널 중계기를 통한 서비 스를 위해서는, 동일 채널 중계기의 송수신 안테나에 형성되는 궤환채널로 인해 발생하는 궤환신호를 수신기의 안정적인 성능이 보장되는 수준 이하로 억압하고, 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 스펙트럼 왜곡을 최소화할 수 있는 기술개발이 절실히 요구된다.
따라서 본 발명은 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 DC 파일럿 신호로 인한 스펙트럼 왜곡을 최소화하는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치에 있어서, 수신된 RF 신호를 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제1 RF 수신부와, 상기 하향 변환된 신호로부터 궤환신호의 레플리카를 감산하는 감산부와, 상기 감산부의 출력신호를 이용하여 전송신호를 생성하는 전송신호 생성부와, 상기 전송신호 생성부에서 생성된 전송신호를 전송하는 RF 전송부와, 상기 RF 전송부에서 출력된 전송신호를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제2 RF 수신부와, 상기 전송신호 생성부의 출력신호를 입력받아 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 상기 감산부의 출력신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하고, 상기 생성된 필터계수와 상기 제2 RF 수신부에서 하향 변환된 신호를 이용하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 다른 장치는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치에 있어서, 수신된 RF 신호를 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제1 RF 수신부와, 상기 하향 변환된 신호로부터 궤환신호의 레플리카를 감산하는 감산부와, 상기 감산부의 출력신호를 전송하는 RF 전송부와, 상기 RF 전송부에서 출력된 신호를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제2 RF 수신부와, 상기 감산부의 출력신호를 입력받아 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와, 상기 감산부의 출력신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하고, 상기 생성된 필터계수와 상기 제2 RF 수신부에서 하향 변환된 신호를 이용하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부를 포함한다.
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 방법은, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법에 있어서, RF 신호들을 수신하여 미리 결정된 주파수 대역으로 제1 하향 변환하는 과정과, 상기 제1 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 출력하는 과정과, 상기 감산된 출력신호를 정합 필터링하여 기저대역 심볼로 복조하는 과정과, 상기 복조된 기저대역 심볼에 DC 파일럿을 삽입하고 VSB 변조하여 상기 동일채널 중계기에서 전송할 RF 전송신호를 생성하여 전송하는 과정과, 상기 RF 전송신호를 수신하여 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 제2 하향 변환하는 과정과, 상기 복조된 기저대역 심볼을 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 과정과, 상기 감산된 출력신호와 상기 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하는 과정과, 상기 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 하향 변환된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 과정을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 다른 방법은, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법에 있어서, RF 신호들을 수신하여 미리 결정된 주파수 대역으로 제1 하향 변환하는 과정과, 상기 제1 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 출력하는 과정과, 상기 감산된 출력신호를 전송하는 과정과, 상기 전송되는 신호를 수신하여 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 제2 하향 변환하는 과정과, 상기 감산된 출력신호를 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 과정과, 상기 감산된 출력신호와 상기 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하는 과정과, 상기 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 하향 변환된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 과정을 포함한다.
본 발명을 적용하면, 전송신호에 DC 파일럿이 포함되어 있는 방송 및 통신 시스템의 동일채널 중계기에서 중계기의 송수신 안테나 사이에 형성되는 궤환채널로 인해 발생하는 궤환신호를 수신기에서 안정적인 수신성능이 보장되는 수준 이하로 억압할 수 있다.
또한, 본 발명은 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 스펙트럼 왜곡을 최소화함으로써, 동일채널 중계기의 송출신호 전력을 높일 수 있고, 이를 통해 방송 서비스 영역을 확장할 수 있다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 또한 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 5a는 본 발명의 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도이다.
도 5a를 참조하여 본 발명에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성 및 동작에 대해 살펴보면, 수신 안테나(501)를 통해 수신되는 RF 신호는 제1 RF 수신부(502)에 의해 소정 대역의 신호로 하향 변환된다. 그리고 감산부(503)는 상기 제1 RF 수신부(502)에 의해 소정의 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다.
궤환신호를 내부 등화기의 성능이 보장되는 수준 이하로 억압하고, 종래의 궤환신호 제거장치가 가진 제거 장치 출력신호의 스펙트럼 왜곡을 최소화하기 위해 레플리카 생성부(504)에서는, 제2 RF 수신부(505)에 의해 수신된 신호와 기준신호 생성부(508)를 통해 생성된 파일럿이 제거된 기준신호를 이용하여 레플리카를 생성한다.
레플리카 생성부(504)에서 생성된 레플리카는 감산부(503)로 피드백되고, 상기 감산부(503)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호는 전송신호 생성부(506)에서 전송신호로 변환된다.
상기 전송신호 생성부(506)로부터 출력된 신호는 RF 전송부(507)를 거쳐 송신 안테나(509)를 통해 무선 전송된다.
또한, 기준신호 생성부(508)는 상기 전송신호 생성부(506)의 출력신호를 이용하여 상기 레플리카 생성부(504)에 사용되는 파일럿이 제거된 기준신호를 생성한다.
도 5b는 본 발명의 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도이다.
510 단계에서 제1 RF 수신부(502)는 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신 안테나(501)를 통해 수신하여 소정 대역의 신호로 하향 변환한다. 512 단계에서 감산부(503)는 제1 RF 수신부(502)에 의해 소정의 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다. 514 단계에서 전송신호 생성부(506)는 궤환신호가 제거된 소정 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환하고, 기저대역 신호를 중간주파수 신호로 변조한다. 516 단계에서 RF 전송부(507)는 전송신호 생성부(506)에서 변조된 중간주파수 신호를 RF 신호로 상향 변환하고 송신 안테나(509)를 이용하여 무선 전송한다.
518 단계에서 제2 RF 수신부(505)는 RF 전송부(507)에서 상향 변환된 RF 신호를 소정대역으로 하향 변환한다.
520 단계에서 기준신호 생성부(509)는 전송신호 생성부(506)의 출력신호를 이용하여 레플리카 생성부(504)에 사용되는 파일럿이 제거된 기준신호를 생성한다.
522 단계에서 레플리카 생성부(504)는 제2 RF 수신부(505)에 의해 수신된 신호와 기준신호 생성부(508)를 통해 생성된 파일럿이 제거된 기준신호를 이용하여 레플리카를 생성한다. 레플리카 생성부(504)에서 생성된 레플리카는 감산부(503)로 피드백되어 궤환신호 제거에 이용된다.
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 상세 구성도이다.
도 6a는 도 5a의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 상세 구성도이다. 따라서 도 6a에 도시된 수신 안테나(601), 제1 RF 수신부(602), 감산부(603), 제2 RF 수신부(607), 기준신호 생성부(612), RF 전송부(611), 송신 안테나(613)는, 도 5a에서 설명한 수신 안테나(501), 제1 RF 수신부(502), 감산부(503), 제2 RF 수신부(505), 기준신호 생성부(508), RF 전송부(507), 송신 안테나(509)에 대응되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
레플리카 생성부(606)는 적응 필터링부(604)와 필터계수 생성부(605)를 포함한다. 필터계수 생성부(606)는 감산부(603)의 출력신호와 기준신호 생성부(612)에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 궤환채널의 정보를 추출하고, 상기 추출된 정보를 이용하여 필터계수를 생성한다.
적응 필터링부(604)는 필터계수 생성부(605)에서 생성된 필터계수와 제2 RF 수신부(607)로부터 수신된 신호를 이용하여 레플리카 신호를 생성한다.
상기 필터계수 생성부(605)는 LMS(Least Mean Square) 적응 알고리즘을 바탕으로 하기 <수학식 4>에 따라 필터 계수(
Figure 112013032933312-pat00017
)를 산출한다.
Figure 112009079130047-pat00018
여기서,
Figure 112013032933312-pat00019
은 상기 감산부(603)의 궤환신호가 제거된 출력신호,
Figure 112013032933312-pat00020
은 이전 필터계수,
Figure 112013032933312-pat00021
은 제 2 RF 수신부(607)로부터 수신된 출력신호벡터,
Figure 112013032933312-pat00022
은 파일럿이 없는 기준신호 생성부(612)로부터 수신된 신호벡터,
Figure 112013032933312-pat00023
는 수렴속도를 결정하는 상수이며,
Figure 112013032933312-pat00024
은 필터의 길이,
Figure 112013032933312-pat00025
는 켤레 복소수(complex conjugate),
Figure 112013032933312-pat00026
는 전치(transpose)를 나타낸다.
적응 필터링부(604)에서는 상기 생성된 필터계수(
Figure 112013032933312-pat00027
)에 기초하여 제2 RF 수신부(607)로부터 수신된 신호(
Figure 112013032933312-pat00028
)를 필터링하여 하기의 <수학식 5>에 따라 궤환신호의 레플리카(
Figure 112013032933312-pat00029
)를 산출한다.
Figure 112009079130047-pat00030
상기 생성된 레플리카는 상기 감산부(603)로 피드백시킨다.
전송신호 생성부(610)는 복조부(608)와 변조부(609)를 포함한다. 복조부(608)는 상기 감산부(603)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호를 정합 필터링을 통해 기저대역 심볼로 복조한다.
그리고 변조부(609)는 상기 복조된 기저대역 심볼에 DC 파일럿을 삽입한 후, VSB 변조를 수행하고, RF 전송부(611)를 거쳐 RF 신호로 변환한 후 송신 안테나(613)를 통해 무선 전송한다.
한편, 기준신호 생성부(612)는 DC 파일럿이 삽입되지 않은 파일럿이 제거된 기준신호를 생성하기 위해, 상기 복조부(608)의 출력신호를 이용하여 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 생성한다.
기준신호 생성부(612)를 통해 생성된 신호는 필터계수의 추정을 위해 필터계수 생성부(605)의 입력으로 사용된다.
필터계수 생성부(605)는 감산부(603)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호와 기준신호 생성부(612)에서 생성된 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 이용하여 필터계수를 생성한다.
적응 필터링부(604)는 필터계수 생성부(605)로부터 전달받은 필터계수와 제2 RF 수신부(607)로부터 수신된 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성한다. 적응 필터링부(604)에서 생성된 레플리카는 감산부(403)로 피드백되어 궤환신호를 제거하는데 이용된다.
도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도이다.
620 단계에서 제1 RF 수신부(602)는 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신 안테나(601)를 통해 수신하여 소정 대역의 신호로 하향 변환한다. 622 단계에서 감산부(603)는 제1 RF 수신부(602)에 의해 소정의 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다.
624 단계에서 복조부(608)는 감산부(603)에서 궤환신호가 제거된 소정 대역의 신호를 정합 필터링하여 기저대역 심볼로 복조한다. 626 단계에서 변조부(609)는 복조부(608)에서 복조된 기저대역 심볼에 DC 파일럿을 삽입한 후, 중간주파수(IF) 신호로 변환하고 DC 파일럿이 삽입된 신호를 VSB 변조한다. 628 단계에서 RF 전송부(611)는 변조부(609)에서 변조된 중간주파수(IF) 신호를 RF 신호로 상향 변환하여 송신 안테나(613)를 이용하여 전송한다.
630 단계에서 제2 RF 수신부(607)는 RF 전송부(611)의 출력신호를 전달받아 DC 파일럿이 삽입되어 상향 변환된 RF 신호를 소정의 대역으로 하향 변환한다. 632 단계에서 기준신호 생성부(612)는 복조부(608)에서 복조된 신호를 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성한다.
634 단계에서 필터계수 생성부(605)는 감산부(603)에서 궤환신호가 제거된 신호와 기준신호 생성부(612)에서 생성된 DC 파일럿이 제거된 기준신호를 이용하여 필터계수를 생성한다.
636 단계에서 적응 필터링부(604)는 필터계수 생성부(605)에서 생성된 필터계수와 제2 RF 수신부(607)로부터 입력된 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성하고, 622 단계의 감산부(603)로 피드백시켜 궤환신호를 제거하도록 한다.
도 7a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도이다.
도 7a에 도시된 수신 안테나(701), 제1 RF 수신부(702), 감산부(703), 제2 RF 수신부(707), 기준신호 생성부(712), RF 전송부(711), 송신 안테나(713)는, 도 6a에 도시된 수신 안테나(601), 제1 RF 수신부(602), 감산부(603), 제2 RF 수신 부(607), 기준신호 생성부(612), RF 전송부(611), 송신 안테나(613)에 대응되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 7a는 도 6a와 비교하면 전송신호 생성부(710)의 내부에 등화부(715)만 추가된 형태이다. 전송신호 생성부(710)는 복조부(708), 등화부(715), 변조부(709)를 포함한다.
복조부(708)는 상기 감산부(603)에 의해 감산된 신호를 기저대역 신호로 변환한다. 등화부(715)는 복조부(708)에서 복조된 기저대역 심볼을 이용하여 주 전송채널에 의한 신호 왜곡을 보상하고, 8-level의 기저대역 심볼을 생성하여 변조부(709) 및 기준신호 생성부(712)로 전송한다.
변조부(709)는 등화부(715)로부터 출력된 신호에 DC 파일럿을 삽입한 후 중간주파수(IF) 신호로 변환하고, VSB 변조를 수행한다. 그리고 RF 전송부(711)는 변조부(709)로부터 출력된 신호를 RF 신호로 변환하여 송신안테나(713)를 통해 무선 전송한다.
레플리카 생성부(706)는, 감산부(703)의 출력신호와 DC 파일럿이 제거된 기준신호 생성부(712)를 통해 수신된 기준신호의 상관관계를 이용하여 궤환채널의 정보를 추출한다.
레플리카 생성부(706)는 궤환채널의 정보를 추출하여 필터계수를 생성하는 필터계수 생성부(705)와 상기 필터계수 생성부(705)를 통해 생성된 필터계수와 제2 RF 수신부(707)를 통해 수신된 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 레플리카 신호를 생성하는 적응 필터링부(704)를 포함한다.
상기 필터계수 생성부(705)는 LMS(Least Mean Square) 적응 알고리즘을 이용하여 필터 계수를 산출한다. 적응 필터링부(704)는 상기 생성된 필터계수에 기초하여 제2 RF 수신부(707)에서 수신된 신호를 필터링하여 궤환신호의 레플리카를 산출한다. 레플리카 생성부(706)는 상기 생성된 레플리카를 감산부(603)로 피드백시켜 동일채널에서 발생하는 궤환신호를 제거한다.
도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도이다.
720 단계에서 제1 RF 수신부(702)는 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신 안테나(701)를 통해 수신하여 소정 대역의 신호로 하향 변환한다. 722 단계에서 감산부(703)는 제1 RF 수신부(702)에 의해 소정의 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다.
724 단계에서 복조부(708)는 감산부(703)에서 궤환신호가 제거된 소정 대역의 신호를 정합 필터링하여 기저대역 심볼로 복조한다. 726 단계에서 등화부(715)는 복조부(708)에서 복조된 기저대역 심볼을 이용하여 주 전송채널에 의한 신호 왜곡을 보상하고, 8-level의 기저대역 심볼을 생성한다. 728 단계에서 변조부(709)는 등화기(615)에서 등화된 기저대역 심볼에 DC 파일럿을 삽입한 후, 중간주파수(IF) 신호로 변환하고 DC 파일럿이 삽입된 신호를 VSB 변조한다.
730 단계에서 RF 전송부(711)는 변조부(709)에서 변조된 중간주파수(IF) 신호를 RF 신호로 상향 변환하여 송신 안테나(713)를 이용하여 전송한다.
732 단계에서 제2 RF 수신부(707)는 RF 전송부(711)의 출력신호를 전달받아 상향 변환된 RF 신호를 DC 파일럿이 삽입된 소정의 대역으로 하향 변환한다.
734 단계에서 기준신호 생성부(712)는 복조부(608)에서 복조된 신호를 이용하여 DC 파일럿이 제거된 기준신호를 생성한다.
736 단계에서 필터계수 생성부(705)는 감산부(703)에서 궤환신호가 제거된 신호와 기준신호 생성부(712)에서 생성된 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 이용하여 필터계수를 생성한다.
738 단계에서 적응 필터링부(704)는 필터계수 생성부(705)에서 생성된 필터계수와 제2 RF 수신부(707)로부터 입력된 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성하고, 722 단계의 감산부(603)로 피드백시켜 궤환신호를 제거하도록 한다.
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도이다.
도 8a에 도시된 수신 안테나(801), 제1 RF 수신부(802), 감산부(803), 제2 RF 수신부(807), 기준신호 생성부(812), RF 전송부(811), 송신 안테나(813)는, 도 6a에 도시된 수신 안테나(601), 제1 RF 수신부(602), 감산부(603), 제2 RF 수신부(607), 기준신호 생성부(612), RF 전송부(611), 송신 안테나(613)에 대응되므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 8a와 도 6a에 도시된 구성요소 간의 차이점에 대해서만 설명하도록 한다.
감산부(803)에서 궤환신호가 제거된 출력신호는 복조 및 변조의 과정을 거치지 않고 RF 전송부(811)를 통해 RF 신호로 변환되어 무선 전송된다. 즉, 기준신호 생성부(812)는 상기 감산부(803)의 출력신호를 이용하여 DC 파일럿이 제거된 기준신호를 생성한다.
기준신호 생성부(812)를 통해 생성된 신호는 필터계수의 추정을 위해 필터계수 생성부(805)의 입력으로 사용된다. 필터계수 생성부(805)는 감산부(803)로부터 출력된 궤환신호가 제거된 신호와 기준신호 생성부(812)에서 생성된 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 이용하여 필터계수를 생성한다.
적응 필터링부(804)는 필터계수 생성부(805)로부터 전달받은 필터계수와 제2 RF 수신부(807)로부터 수신된 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성한다. 적응 필터링부(804)에서 생성된 레플리카는 감산부(803)로 피드백되어 궤환신호를 제거하는데 이용된다.
도 8b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도이다.
820 단계에서 제1 RF 수신부(802)는 주 송신기로부터 전송된 RF 신호를 수신 안테나(801)를 통해 수신하여 소정 대역의 신호로 하향 변환한다. 822 단계에서 감산부(803)는 제1 RF 수신부(802)에 의해 소정의 대역으로 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 궤환신호를 제거한다.
825 단계에서 RF 전송부(811)는 궤환신호가 제거된 신호를 상향 변환하여 송신 안테나(813)를 이용하여 전송한다.
826 단계에서 제2 RF 수신부(807)는 RF 전송부(811)의 출력신호를 전달받아 상향 변환된 RF 신호를 소정의 대역으로 하향 변환한다.
827 단계에서 기준신호 생성부(812)는 감산부(803)에서 출력되는 궤환신호가 제거된 신호를 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성한다.
828 단계에서 필터계수 생성부(805)는 감산부(803)에서 궤환신호가 제거된 신호와 기준신호 생성부(812)에서 생성된 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 이용하여 필터계수를 생성한다.
829 단계에서 적응 필터링부(804)는 필터계수 생성부(805)에서 생성된 필터계수와 제2 RF 수신부(807)로부터 출력되는 DC 파일럿이 삽입된 신호를 이용하여 궤환신호의 레플리카를 생성하고 감산부(803)로 피드백시켜 궤환신호를 제거하도록 한다.
전술한 바와 같이, 본 발명은 전송신호에 DC 파일럿이 포함되어 있는 방송 및 통신 시스템에서의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치(feedback canceller) 및 방법에 관한 것으로, 중계기의 송수신 안테나 사이에 형성되는 궤환채널(feedback channel)과 이로 인해 발생하는 궤환신호(feedback signal)의 문제를 해결하기 위하여 DC 파일럿이 삽입되지 않은 기준신호를 적용하여 궤환채널을 추정하고 추정된 채널 정보를 이용하여 궤환신호를 제거하여 중계기 및 수신기의 성능을 보장할 수 있는 수준 이하로 억압하고, 궤환신호 제거 장치를 통해 복원된 신호의 DC 파일럿에 의한 스펙트럼 왜곡을 최소화하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치 및 방법은 8-VSB 기반 디지털 방송 서비스(DTV)에 적합하나, 이것에만 국한되는 것은 아니며, 일반적인 단일 주파수망 구성을 위해 중계기가 필요한 환경에서 적용이 가능하다.
또한, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다.　또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
도 1은 종래의 중계시스템의 일 실시 예 구성도,
도 2는 종래의 중계시스템의 다른 실시 예 구성도,
도 3은 종래의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 일 실시 예 구성도,
도 4는 도 3의 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 상세 구성도,
도 5a는 본 발명에 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도,
도 5b는 본 발명에 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도,
도 6a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 상세 구성도,
도 6b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도,
도 7a는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도,
도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도,
도 8a는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 구성도,
도 8b는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치의 동작 흐름도이다.

Claims (11)

  1. 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치에 있어서,
    수신된 RF 신호를 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제1 RF 수신부와,
    상기 하향 변환된 신호로부터 궤환신호의 레플리카를 감산하는 감산부와,
    상기 감산부의 출력신호를 이용하여 전송신호를 생성하는 전송신호 생성부와,
    상기 전송신호 생성부에서 생성된 전송신호를 전송하는 RF 전송부와,
    상기 RF 전송부에서 출력된 전송신호를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제2 RF 수신부와,
    상기 전송신호 생성부의 출력신호를 입력받아 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와,
    상기 감산부의 출력신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하고, 상기 생성된 필터계수와 상기 제2 RF 수신부에서 하향 변환된 신호를 이용하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부
    를 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 레플리카 생성부는,
    상기 감산부에서 궤환신호가 제거된 신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 DC 파일럿이 없는 기준신호의 상관관계를 이용하여 궤환채널의 정보를 추출하고, 상기 추출된 궤환채널의 정보를 이용하여 필터계수를 생성하는 필터계수 생성부와,
    상기 필터계수 생성부에서 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 RF 수신부로부터 수신된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 적응 필터링부
    를 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 필터계수 생성부는,
    LMS(Least Mean Square) 적응 알고리즘에 기초하여 필터계수를 산출하는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 전송신호 생성부는,
    상기 감산부에서 궤환신호가 제거된 신호를 정합 필터링을 통해 복조하는 복조부와,
    상기 복조된 기저대역 신호에 DC 파일럿을 삽입하고 VSB 변조를 수행하는 변조부
    를 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 전송신호 생성부는,
    상기 복조된 기저대역 신호를 이용하여 주 전송채널의 왜곡을 보상하는 등화부
    를 더 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  6. 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치에 있어서,
    수신된 RF 신호를 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제1 RF 수신부와,
    상기 하향 변환된 신호로부터 궤환신호의 레플리카를 감산하는 감산부와,
    상기 감산부의 출력신호를 전송하는 RF 전송부와,
    상기 RF 전송부에서 출력된 신호를 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 하향 변환하는 제2 RF 수신부와,
    상기 감산부의 출력신호를 입력받아 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 기준신호 생성부와,
    상기 감산부의 출력신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하고, 상기 생성된 필터계수와 상기 제2 RF 수신부에서 하향 변환된 신호를 이용하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 레플리카 생성부
    를 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 레플리카 생성부는,
    상기 감산부에서 궤환신호가 제거된 신호와 상기 기준신호 생성부에서 생성된 DC 파일럿이 없는 기준신호의 상관관계를 이용하여 궤환채널의 정보를 추출하고, 상기 추출된 궤환채널의 정보를 이용하여 필터계수를 생성하는 필터계수 생성부와,
    상기 필터계수 생성부에서 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 RF 수신부로부터 수신된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 적응 필터링부
    를 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 장치.
  8. 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법에 있어서,
    RF 신호들을 수신하여 미리 결정된 주파수 대역으로 제1 하향 변환하는 과정과,
    상기 제1 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 출력하는 과정과,
    상기 감산된 출력신호를 정합 필터링하여 기저대역 심볼로 복조하는 과정과,
    상기 복조된 기저대역 심볼에 DC 파일럿을 삽입하고 VSB 변조하여 상기 동일채널 중계기에서 전송할 RF 전송신호를 생성하여 전송하는 과정과,
    상기 RF 전송신호를 수신하여 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 제2 하향 변환하는 과정과,
    상기 복조된 기저대역 심볼을 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 과정과,
    상기 감산된 출력신호와 상기 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 하향 변환된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 과정
    을 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 필터계수를 생성하는 과정은,
    LMS(Least Mean Square) 적응 알고리즘에 기초하여 필터계수를 산출하는, 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 RF 전송신호를 생성하는 과정은,
    상기 복조된 기저대역 심볼을 이용하여 주 전송채널의 왜곡을 보상하는 등화 과정
    을 더 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법.
  11. 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법에 있어서,
    RF 신호들을 수신하여 미리 결정된 주파수 대역으로 제1 하향 변환하는 과정과,
    상기 제1 하향 변환된 신호에서 궤환신호의 레플리카를 감산하여 출력하는 과정과,
    상기 감산된 출력신호를 전송하는 과정과,
    상기 전송되는 신호를 수신하여 상기 미리 결정된 주파수 대역으로 제2 하향 변환하는 과정과,
    상기 감산된 출력신호를 이용하여 DC 파일럿이 없는 기준신호를 생성하는 과정과,
    상기 감산된 출력신호와 상기 생성된 기준신호의 상관관계를 이용하여 필터계수를 생성하는 과정과,
    상기 생성된 필터계수를 사용하여 상기 제2 하향 변환된 신호를 적응 필터링하여 상기 궤환신호의 레플리카를 생성하는 과정
    을 포함하는 동일채널 중계기의 궤환신호 제거 방법.
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